建筑工程金屬屋面防水施工技術(shù)應(yīng)用

摘 要：相比于其他結(jié)構(gòu)的屋面，金屬屋面在場館類建筑中有著無可比擬的優(yōu)越性，但金屬屋面滲漏問題一直是運營使用期間的一大難題。天府美術(shù)館屋面防水層大面采用速噴瀝青，天溝采用TPO防水卷材，排水系統(tǒng)采用鋁鎂錳板與直立鎖邊系統(tǒng)相結(jié)合的方式，具有良好的防水性能。該文介紹天府美術(shù)館項目金屬屋面的防排水系統(tǒng)的施工工藝及施工要點，簡要闡述建筑工程金屬屋面防水的質(zhì)量管理要點。

關(guān)鍵詞：金屬屋面;防水工程;施工技術(shù);質(zhì)量管理;滲漏

中圖分類號：TU761 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）22-0177-04

Abstract： Compared with other structural roofs， metal roofing has incomparable advantages in stadiums and gymnasiums， but the leakage of metal roofs has always been a difficult problem during operation and use. The waterproof layer of Tianfu Gallery's roof adopts fast spraying asphalt， the gutter adopts TPO waterproof roll material， and the drainage system adopts the combination of aluminum magnesium manganese plate and vertical edge locking system， which has good waterproof performance. This paper introduces the construction technology and key points of the waterproofing and drainage system of metal roof of Tianfu Gallery project， and briefly expounds the key points of quality management of metal roof waterproofing in construction engineering.

Keywords： metal roof; waterproofing engineering; construction technology; quality management; leakage

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，越來越多的建筑師在保證堅固耐用的基礎(chǔ)上，也越來越注重建筑的個性化設(shè)計與個人理念的表達。近年來，隨著國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，越來越多大型的、富有視覺沖擊力的場館類建筑呈現(xiàn)在人們面前，由于其功能復雜、跨度大、建筑理念先進等要求，屋面通常采用異形金屬屋面系統(tǒng)。

受其自身開放式特點的影響，壓型鋼板自防水屋面的接縫膠帶老化，雨水在風荷載作用下沿壓型鋼板向上移動至搭接處或受風荷載、溫度荷載作用下壓型鋼板翹曲變形引起螺釘松動，滲漏概率極大，且修補極為困難[1]。使用聚酯纖維內(nèi)增強型高性能（TPO）防水卷材能增加卷材與結(jié)構(gòu)的黏結(jié)能力，還能有效減少固定件與卷材間的磨損，提高輕鋼屋面防水系統(tǒng)的耐久性，采用TPO卷材與巖棉保溫板滿粘連接，保溫板錯縫鋪設(shè)的方式形成的多重防水體系，可以有效避免滲漏和躥水問題[2]。此外，有學者提出僅靠增設(shè)一道防水卷材并不能徹底解決金屬屋面的滲漏問題[3]。

在工程項目實施過程中，選擇合適的防水材料、制定合理的防水工程專項施工方案及特殊節(jié)點防水構(gòu)造措施，例如可以在金屬屋面自防水的基礎(chǔ)上，增設(shè)一道密閉的卷材防水層，確保項目無滲漏。本文以天府藝術(shù)公園項目天府美術(shù)館為例，闡述該項目的金屬屋面的防水施工作業(yè)要點與質(zhì)量管理要求，可以為場館類建筑異形金屬屋面防水施工提供指導依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 項目概況

成都天府藝術(shù)公園天府美術(shù)館項目位于成都市金牛區(qū)華研路181號，總建筑面積近4萬m2，展示面積近1.3萬m2。美術(shù)館造型源自芙蓉花，通過異形金屬曲線塑造花瓣形狀，吊頂采用弧形起伏格柵，塑造出水芙蓉形象。天府美術(shù)館造型如圖1所示。

2 金屬屋面施工工藝

該項目屬于美術(shù)館類建筑，防水性能要求極高，內(nèi)側(cè)防水層一旦發(fā)生滲漏就難以維修，且傳統(tǒng)防水材料耐久性難以達到與建筑同壽命。考慮到上述要求，該項目屋面防水系統(tǒng)大面防水層采用速凝瀝青，天溝部分采用TPO。排水系統(tǒng)選取鋁鎂錳板與直立鎖邊系統(tǒng)相結(jié)合[4]。

2.1 屋面防水層施工工藝

工藝流程：基層處理→節(jié)點處理→大面積噴涂→檢查與成品驗收。

2.1.1 基層處理

屋面檁條及保溫層以上需鋪設(shè)一層鍍鋅鋼板，鋼板鋪設(shè)方向為順水流方向。鋼板采用2顆不銹鋼釘拉結(jié)固定，在鋼板搭接位置的接縫處采用丁基膠帶粘貼覆蓋，作加強處理。鍍鋅鋼板搭接部位丁基膠帶粘貼如圖2所示。

2.1.2 節(jié)點處理

基層處理滿足噴涂的前置要求后，刷涂高彈橡膠瀝青防水涂料對薄弱部位（龜裂、邊角等）進行強化，采用手動涂刷防水涂料加無紡布的形式對薄弱部位進行加強處理。

首先大面涂刷一層防水涂料，涂刷寬度為防水加強層設(shè)計寬度，然后進行無紡布的鋪貼，在無紡布鋪貼完后需要再次涂刷防水涂料。其次手動涂刷第二遍防水涂料時要求完全浸潤無紡布，無紡布的鋪貼要求順直，不能出現(xiàn)翹邊、起鼓、褶皺等現(xiàn)象。

2.1.3 大面積噴涂

速凝橡膠瀝青防水涂料為雙組分涂料，包括防水涂料A和固化劑B。涂料采用噴槍噴涂，2種組分在空中交匯、混合后落地析水成膜，形成完整的橡膠質(zhì)防水層。速凝瀝青防水層施工如圖3所示。噴涂作業(yè)時，噴槍需垂直于噴涂基層，距離適中，移動速度均勻，確保防水涂料圖層厚度均勻。施工時嚴格遵守“先細部、后整體”的原則，連續(xù)作業(yè)，多遍成活，交叉噴涂厚度控制在2 mm。

2.1.4 檢查與成品驗收

速凝橡膠瀝青防水涂料噴涂后24 h內(nèi)，質(zhì)量管理人員負責檢查是否存在翹邊、孔洞、縫隙、機械劃傷和人為踩踏等，由施工作業(yè)人員負責修補。修補方法：使用防水涂料，以圓環(huán)逐漸向內(nèi)收縮的方式涂刷，確保修補用的涂料與防水層黏合良好。組織相關(guān)人員對防水作業(yè)進行驗收，填寫驗收單。

2.2 鋁鎂錳合金直立鎖邊屋面板施工工藝

進行屋面板的運輸及吊裝，屋面板吊裝扁擔制作流程為扁擔采用50 mm×3 mm鋼板、80 mm×80 mm×3 mm方鋼管制作;面板是將扁擔放在屋面板上，采用汽車吊將面板垂直運輸?shù)轿菝嫔稀５跹b用吊架如圖4所示。

從每個施工區(qū)域的邊界作屋面板安裝的起始點開始安裝，第一張屋面板的“母扣”立邊上在每個鋁支座位置均用鋁鉚釘固定。在安裝第二塊屋面板時，先把該張屋面板的“母扣”邊壓在第一塊板子的“公扣”邊上，然后再把第二塊板子的“公扣”邊壓在鋁支座上。當整張板子全部扣在鋁支座上就位后，用鋁鉚釘把第二張屋面板“公扣”立邊的最高點固定在鋁支座上，即設(shè)置成固定點;并用手動鎖邊工具把2張板子的立邊咬合鎖死。其他屋面板塊的安裝如上。待該施工區(qū)域的屋面板塊安裝完成后用電動鎖邊工具進行二次鎖邊。金屬屋面板安裝示意圖如圖5所示。

將鋁合金屋面專用壓型設(shè)備和0.9 mm厚鋁鎂錳合金卷板運至施工現(xiàn)場，根據(jù)現(xiàn)場要求壓制鋁合金屋面板。壓制成型的屋面板采用暗扣的連接方式，因此，屋面系統(tǒng)無開孔、無螺釘穿透，具有較好的防水和防腐蝕性能。

由于屋面板采用鋁鎂錳合金卷板壓制成型，屋面板單元長度較大，為避免在壓型板吊裝作業(yè)時受重力作用產(chǎn)生鼓凸變形，本項目選用人工搬運的方式將屋面板運至安裝位置。

面板鋪設(shè)完畢，應(yīng)及時使用專用鎖邊機將板咬合在一起，使其成為一個系統(tǒng)，提高屋面的承載力與穩(wěn)定性，避免受風荷載影響導致屋面被吹起。

相臨2塊屋面板接口咬合的方向應(yīng)順項目所在地的全年最大頻率風向;當在多維曲面的屋面上雨水可能翻越屋面板的肋高橫流時，咬合接口應(yīng)順著水流方向[5]。

屋面板的縱向搭接采取階梯式搭接的做法，上下搭接方向為順水流方向。屋面板的縱向搭接長度不小于150 mm，且應(yīng)在搭接處加設(shè)屋脊堵頭;屋面板在水槽上口伸入水槽內(nèi)的長度不得小于100 mm;屋面板安裝完畢，需仔細檢查其咬合質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)有局部拉裂或損壞，應(yīng)及時焊接修補，避免出現(xiàn)滲漏。

安裝完后屋面板外觀質(zhì)量需符合國家標準和設(shè)計要求，面板不得有裂紋;要求泛水板、封檐板包封嚴密，安裝牢固，棱角順直;面板接口咬合正確緊密，板面無裂縫或孔洞。

2.3 天溝排水系統(tǒng)施工工藝

天溝龍骨采用100 mm×100 mm×5 mm厚鍍鋅方鋼管組裝成天溝排水槽，骨架設(shè)置間距1 000 mm，4根通長龍骨采用100 mm×100 mm×5 mm鍍鋅方鋼管制作。天溝底板下方安裝鍍鋅抗風掛件，采用“Z字形”掛件反扣在天溝橫向次龍骨上，同時下方掛件留置足夠的伸縮變形量，避免熱脹冷縮導致天溝出現(xiàn)裂縫。天溝節(jié)點分部范圍如圖6所示。

不銹鋼天溝采用鎢極氬弧焊進行焊接連接，焊縫應(yīng)按照國家現(xiàn)行規(guī)范GB 50661—2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》進行施工。天溝焊接前先打磨，將切割口打磨干凈，在焊接時先間隔10 cm點焊作臨時固定，檢查無誤后再焊緊，焊縫一次成形。天溝伸縮縫如圖7所示。

本工程天溝大部分為曲線天溝，局部為雙曲天溝。施工時可以在地面將各節(jié)天溝獨立制作，然后吊到安裝位置對接焊牢，可以加快天溝的安裝速度，提高安裝精度。為保證水槽有熱脹冷縮的伸縮空間，水槽每間隔不大于30 m需設(shè)置一個伸縮縫。天溝安裝好后，需認真檢查焊縫外觀質(zhì)量，還應(yīng)在雨天檢查焊縫是否有氣孔，如發(fā)現(xiàn)氣孔滲水，則用磨光機打磨，并重新焊接。

3 金屬屋面防水工程質(zhì)量管理要求

施工單位是工程實體的直接操作者，其質(zhì)量管理控制容易偏離，金屬屋面防水質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于施工單位。編制切實可行、針對性強的施工方案，及時完成審批程序，嚴格按照標準規(guī)范、設(shè)計圖紙、施工合同要求施工。同時，實施過程中確保規(guī)范化、標準化、精細化施工，確保達到優(yōu)質(zhì)工程。針對金屬屋面防水施工的質(zhì)量管理主要有以下幾個方面。

第一，提升人員綜合素質(zhì)。明確崗位職責，通過培訓、交底提升勞務(wù)作業(yè)人員的安裝水平和規(guī)范性;施工過程中質(zhì)量員加強監(jiān)督檢查，監(jiān)督工序施工質(zhì)量;每周召開質(zhì)量分析會，統(tǒng)一認識，對存在的問題整改閉合。

第二，提高技術(shù)管理水平。經(jīng)常性開展培訓和學習，提升項目管理人員的綜合管理素質(zhì)和防水工程相關(guān)的專業(yè)能力。同時，努力把先進的施工技術(shù)和管理理念融入到防水工程施工全過程。

第三，有針對性地編制防水工程專項施工方案。根據(jù)項目實際情況編制專項施工方案，明確特殊節(jié)點構(gòu)造做法，加強施工方案與現(xiàn)場施工一致性管理，嚴格按照方案施工，確保方案指導現(xiàn)場、有據(jù)可依。

第四，加強技術(shù)交底。組織開展教育培訓，實行三級交底制度。通過技術(shù)交底確保工人了解防水工程操作要點及檢驗要求，避免工人現(xiàn)場操作錯誤導致防水失效。

第五，及時完善資料管理。過程中及時收集、匯總、整理工程技術(shù)資料，確保資料與施工內(nèi)容一致、進度同步，嚴禁事后寫“回憶錄”補資料。

第六，加強運營維護質(zhì)量管理。分管責任人定期帶隊檢查，列明列細問題整改清單，并全程督促問題整改的閉合。及時維修出現(xiàn)變形、裂紋、銹蝕等地方，防止損傷進一步擴大。及時清掃天溝、檐溝、給排水口，避免樹葉、灰塵等雜物堵塞造成積水。施工單位在使用說明書中列明建筑防水的薄弱部位，運營過程中重點防范，建章立制，做好日常維保工作。施工單位應(yīng)對運營單位進行專項交底，運營單位未經(jīng)原設(shè)計單位或具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計單位同意，不得隨意改動原結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

天府美術(shù)館項目屋面防水系統(tǒng)采用速凝瀝青和TPO結(jié)合的方式，排水系統(tǒng)采用鋁鎂錳板與直立鎖邊系統(tǒng)相結(jié)合的方式，有效確保了項目金屬屋面防水效果。鋁鎂錳合金直立鎖邊屋面板通過帶肋金屬板相互咬合，其獨特的鎖邊式暗藏固定支座方式對屋面板沒有任何損傷，消除了螺釘穿透屋面板固定所帶來的滲、漏水隱患，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中等問題，為屋面整體安全性提供保障。金屬屋面大面采用速凝瀝青施工，液體狀噴射于找平層，凝固后形成薄膜層，用于異形屋面具有更好貼合能力，整體性更強。此外，由于速凝瀝青本身對鍍鋅鋼板具有較好的附著力，不需要額外使用機械連接固定，避免了防水卷材施工時在大坡度屋面上用鋼釘固定，很大程度減少滲漏風險點。

天府美術(shù)館是成都地區(qū)首個大型金屬異形屋面采用噴涂速凝橡膠瀝青防水涂料的項目，防水效果顯著，為后續(xù)場館類項目防水材料的選擇提供了參考依據(jù)。

參考文獻：

[1] 李昊.卷材防水屋面系統(tǒng)在鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢[J].中國科技信息，2010（9）：87-88.

[2] 李延昌.鋼結(jié)構(gòu)屋面新型TPO單層防水施工應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2023，50（1）：8-10.

[3] 呂敬環(huán)，李建軍，王琮.TPO高分子防水卷材在深圳國際會展中心超大金屬屋面的應(yīng)用[J].中國建筑防水，2020（2）：24-29.

[4] 齊旭燕.鋁鎂錳合金屋面施工技術(shù)在新建北京南站站房工程中的應(yīng)用[J].建筑施工，2011，33（2）：124-126.

[5] 秦明，李慶同，王宗敬.92 m超長鋼結(jié)構(gòu)壓型鋼板復合屋面的施工技術(shù)[C]//第八屆中國建筑技術(shù)交流會.中國建筑股份有限公司，2018.

作者簡介：羅力夫（1989-），男，工程師，項目經(jīng)理。研究方向為建筑工程施工。